MIJLOACE PENTRU MIJLOACE PENTRU MMĂSURAREA MĂRIMILOR ĂSURAREA MĂRIMILOR

FIZICO-CHIMICE - 3FIZICO-CHIMICE - 3MĂSURAREA VÂSCOZITĂŢII

MĂSURAREA TIMPULUI

1

Ing. Carmen Gaşpar

Definirea vâscozităţiiMijloace şi metode pentru determinarea vâscozităţii Mijloace pentru măsurarea timpului

Ceasuri mecaniceCeasuri electromecaniceCeasuri electronice

Măsurarea vâscozităţiiMăsurarea vâscozităţii

este proprietatea fluidelor de a opune rezistenţă la curgere, ca rezultat a interacţiunii mecanice dintre particulele constituente.

la o deplasare paralelă a fluidului, curgerea se numeşte laminară.

dacă particulele de fluid trec dintr-un strat în altul, curgerea este turbulentă.

Vâscozitatea poate fi: dinamică, cinematică sau convenţională.

• vâscozitatea dinamică (η) se măsoară în regim de curgere laminară în Pa*s în SI. Se mai poate folosi unitatea numită centipoise (cP): 1cP=1*10-3Pa*s

• Se determină cu relaţia: η=dF/sv [Pa/s]

unde: d-distanţa parcursă de fluid în curgere;

s-suprafaţa în secţiune a fluidului în curgere;

v-viteza de deplasare;F-forţa de rezistenţă învinsă

de lichid.

2

a.Vâscozitatea dinamică

Măsurarea vâscozităţiiMăsurarea vâscozităţii

c.Vâscozitatea c.Vâscozitatea convenţionalăconvenţională

Se determină prin măsurarea timpului de curgere a unui anumit volum de lichid, în condiţii stabilite convenţional.

Vâscozitatea este influenţată de temperatură invers proporţional (la creşterea temperaturii, vâscozitatea scade).

3

b.Vâscozitatea cinematică b.Vâscozitatea cinematică ((uu))b.Vâscozitatea cinematică b.Vâscozitatea cinematică ((uu))

Se determină cu relaţia:

unde: η-vâscozitatea dinamică; r-densitatea fluidului.În SI, unitatea de vâscozitate cinematică este m2/s.În practică se foloseşte unitatea centistokes (cSt):

1cSt= 10-6 mm2/s.

sm2

Mijloace pentru măsurarea vâscozităţii-Mijloace pentru măsurarea vâscozităţii-vâscozimetrevâscozimetre

4

Clasificarea vâscozimetrelor: După principiul constructiv:- cu tub capilar;- cu corp căzător;- cu orificiu de scurgere;- cu corp rotitor. După mărimea măsurată:- pentru determinarea vâscozităţii cinematice;- pentru determinarea vâscozităţii convenţionale. După locul de utilizare:- de laborator (efectuează determnări discontinue, la

temperatură constantă şi cu precizie ridicată);- automate (măsoară continuu vâscozitatea în procesele

tehnologice.

Măsoară direct vâscozitatea cinematicăa lichidelor. Se determină timpul descurgere a unui volum determinat delichid printr-un tub capilar, datorită greutăţii proprii.Aparatul este din sticlă şi este format dintr-un tubcu trei ramuri, dintre care ramura 1 are diametrul egal cu suma celorlaltor două ramuri. De o parte şi de alta a bilei de măsurare, sunt trasate douărepere m1

şi m2, care delimitează volumul de lichid al cărui timp de scurgere prin capilar se măsoară. Tubul capilar se deschide în bula nivelului suspendat C, care comunică cu atmosfera şi rezervorul B, pe care sunt marcate două repere x şi y, ce indică nivelul minim, respectiv maxim al lichidului din vâscozimetru.

1-ramură cu rezervor; 2-ramură cu capilar şi bile; 3-tubul de legătură cu atmosfera;4-capilarul;5-bila de compensare;6-bila demăsurare;

Vâscozimetrul Vâscozimetrul UbbelohdeUbbelohde

5

Mijloace pentru măsurarea Mijloace pentru măsurarea timpuluitimpului

Timpul este o mărime fundamentală din SI, cu unitatea de măsură secunda “s”.

Multiplii secundei:- minutul: 1min=60 s;- ora: 1h=60 min= 3600 s;- ziua: 1zi=24 ore;- anul: 1an=365 zile;- secolul: 1secol=100 ani;- mileniul: 1 mileniu=10 secole.• Submultiplii secundei: milisecunda (ms) şi microsecunda (ms). Mijloacele pentru determinarea timpuluise numesc

ceasuri.

6

Clasificarea ceasurilorClasificarea ceasurilor Din punct de vedere constructiv:

-Ceasuri mecanice,care folosesc pentru acţionare energia cedată de un arc spiral;

-Ceasuri electromecanice, care folosesc pentru acţionare energia electrică, iar mişcarea este transmisă pe cale mecanică;

-Ceasuri electronice, care au în construcţie dispozitive electronice pentru acţionare şi indicare.

Din punct de vedere al indiaţiei: -Ceasuri digitale; -Ceasuri analogice.

7

Ceasuri mecaniceCeasuri mecanice

8

Ceasurile mecanice au în construcţia lor traductoare de tip oscilatoriu, cu sau fără perioadă proprie de oscilaţie. Antrenarea ceasurilor mecanice se face folosind energia mecanică eliberată de un arc.Acest tip de aparate au dezavantajul că perioada de oscilaţie este dependentă de momentul motor creat de dispozitivul mecanic de antrenare.Traductorul de timp cu pendul, are perioada de oscilaţie dependentă de masa şi lungimea pendulului, dar şi de acceleraţia gravitaţională şi momentul de inerţie al pendulului.

Traductorul de timp cu sistem oscilatoriu arc-balans, are perioada de oscilaţie dependentă de elementele geometrice ale arcului spiral (lungimea, lăţimea, grosimea secţiunii), de momentul de inerţie al balansului şi de modulul de elasticitate al arcului spiral.Traductorul de timp cu masă oscilantă fără perioadă proprie de oscilaţie, are perioada de oscilaţie dependentă de momentul de inerţie al masei oscilante şi de amplitudinea unghiulară a oscilaţiei, având avantajele: construcţie şi reglare simplă.

a-traductor de timp cu pendul; b-traductor de timp cu sistem oscilatoriu arc-balans; c-traductor de timp cu masă oscilantă, fără perioadă proprie de oscilaţie: 1-masă oscilantă; 2-roată ancorată, 3, 3l-palete masă oscilantă.

Ceasuri electromecaniceCeasuri electromecanice La aceste ceasuri, energia este

înmagazinată într-o baterie sau obţinută direct de la reţea.

Majoritatea acestor ceasuri sunt prevăzute cu motoare sincrone, la care baza de timp este furnizată de frecvenţa reţelei.

Au o parte mecanică, dar precizia lor depinde de frecvenţa reţelei electrice, care trebuie să fie stabilă.

În cazul reţelelor cu frecvenţă instabilă, se introduce un traductor mecanic de timp şi un mecanism pentru rezerva de timp.

Un astfel de ceas are în componenţă un ceas mecanic cu arc motor tensionat de un motor electric sincron, cu reducţie corespunzătoare.

Pentru a evita supratensionarea arcului motor, se introduce un limitator de cuplu, care patinează la atingerea cuplului maxim admis.

Avantajul: continuă să funcţioneze şi după întreruperea alimentării.

9

1-motor sincron;2-rotorul motoruluisincron;3-piniondispus pe axul rotorului;4-roatădinţată;5-pinion,6-roată pentrusecundar;7,8,9,10-transmisie dinţatăde demultiplicare a mişcării secundarului şi transmitere pe axul minutarului; 11,12,13,14-transmisiedinţată de demultiplicare şi transmisie la axul indicatorului orar.

Ceasuri electroniceCeasuri electronice

CronometreCronometre

Avantaje: precizie de indicare ridicată, operaţii de asamblare simple, cost de producţie şi întreţinere redus.

Funcţie de indicaţie pot fi:- analogice;- numerice. Constructiv, elementul principal este

micromotorul pas cu pas, cu rol de a transforma impulsul electric într-o mişcare mecanică

Indicaţia numerică se poate face prin mai multe metode (cristale lichide).

Traductoarele de timp cele mai folosite sunt de tip diapazon cu cuarţ, care folosesc oscilaţiile unei plăcuţe cu cuarţ, ce vibrează liber într-o capsulă etanşă, sub influenţa curentului electric.

Sunt mijloace folosite pentru măsurarea intervalului de timp

Se utilizează în competiţii sportive şi activităţi de producţie, având precizie ridicată (până la sutimi de secudă).

10